Page1
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
ĐẠI HỌC KHOA HỌC
BÀI TIỂU LUẬN
CẤU TRÚC VÀ VAI TRÒ CỦA
PROTEIN
GV hướng dẫn : Ths. Phạm Thế Chính
Nhóm 3:
1- Lưu Đức Anh
2- Hoàng Thị Thu Hằng
3- Nguyễn Thị Hồng Luyên
4- Nông Tiến Mười.
Thái nguyên, tháng 10 năm 2012
Page1
Mở đầu
Protein ( Đạm) là một trong những thành phần quan trọng nhất của
động vật và thực vật. Tất cả các enzyme, hầu hết các hoóc môn, một phần
lớn hệ thống miễn dịch của chúng ta, tất cả các cơ và rất nhiều các mô khác
của cơ thể được tạo nên bởi protein. Để tìm hiểu sâu hơn về protein sau đây nhóm 3 xin trình bày bài tiểu
luận về “ cấu trúc và vai trò của Protein”.
Page1
Protein là những đại phân tử được cấu tạo theo nguyên tắc đa phân mà
các đơn phân là axít amin. Chúng kết hợp với nhau thành một mạch dài nhờ
các liên kết peptide (gọi là chuỗi polypeptide). Các chuỗi này có thể xoắn
cuộn hoặc gấp theo nhiều cách để tạo thành các bậc cấu trúc không gian
khác nhau của protein.
A- CẤU TRÚC CỦA PROTEIN
I- Axit amin - đơn phân tạo nên protein

Glutamine Gln
Aspartic acid Asp
Tích điện (axit)
Glutamic acid Glu
Lysine Lys
Tích điện (bazơ)
Arginine Arg
Histidine His
Cơ thể người và động vật không tự tổng hợp được một số axit amin mà
phải lấy từ thức ăn. Ví dụ trong ngô có triptophan, methionin, valin,
threonin, pheninalanin, losin; trong đậu có valin, threonin, pheninalanin,
losin, izolosin, lizin.
II- Cấu trúc hóa học của protein
Page1
-Là hợp chất hữu cơ gồm 4 nguyên tố cơ bản C, H, O, N thường có thêm S
và đôi lúc có P.
-Thuộc loại đại phân tử, phân tử lớn nhất dài 0,1 micromet, phân tử lượng có
thể đạt tới 1,5 triệu đ.v.C.
-Thuộc loại đa phân tử, đơn phân là các axit amin.
-Có hơn 20 loại axit amin khác nhau tạo nên các prôtêin, mỗi axit amin có 3
thành phần: gốc cacbon (R), nhóm amin (-NH2) và nhóm carboxyl (-
COOH), chúng khác nhau bởi gốc R. Mỗi axit amin có kích thước trung
bình 3Å .
-Trên phân tử các axit amin liên kết với nhau bằng các liên kết peptit tạo nên
chuỗi pôlipeptit. Liên kết peptit được tạo thành do nhóm carboxyl của axit
amin này liên kết với nhóm amin của axit amin tiếp theo và giải phóng 1
phân tử nước. Mỗi phân tử prôtêin có thể gồm 1 hay nhiều chuỗi pôlipeptit
cùng loại.
-Từ 20 loại axit amin kết hợp với nhau theo những cách khác nhau tạo nên
vô số loại prôtêin khác nhau (trong các cơ thể động vật, thực vật ước tính có

tự các axit amin trên chuỗi polypeptide sẽ thể hiện tương tác giữa các phần
trong chuỗi polypeptide, từ đó tạo nên hình dạng lập thể của protein và do
đó quyết định tính chất cũng như vai trò của protein. Sự sai lệch trong trình
tự sắp xếp của các axit amin có thể dẫn đến sự biến đổi cấu trúc và tính chất
của protein.
Page1
Từ các acid amin, nhờ liên kết peptid nối chúng lại với nhau tạo nên chuỗi
polypeptid:
Chuỗi polypeptid là cơ sở cấu trúc bậc I của protein. Tuy nhiên,
không phải mọi chuỗi polypeptid đều là protein bậc I. Nhiều chuỗi
polypeptid chỉ tồn tại ở dạng tự do trong tế bào mà không tạo nên phân tử
protein. Những chuỗi polypeptid có trật tự acid amin xác định thì mới hình
thành phân tử protein. Người ta xem cấu tạo bậc I của protein là trật tự các
acid amin có trong chuỗi polypeptid. Thứ tự các acid amin trong chuỗi có
vai trò quan trọng vì là cơ sở cho việc hình thành cấu trúc không gian của
protein và từ đó qui định đặc tính của protein. Phân tử protein ở bậc I chưa
có hoạt tính sinh học vì chưa hình thành nên các trung tâm hoạt động. Phân
tử protein ở cấu trúc bậc I chỉ mang tính đặc thù về thành phần acid amin,
trật tự các acid amin trong chuỗi.
Page1
Trong tế bào protein thường tồn tại ở các bậc cấu trúc không gian. Sau
khi chuỗi polypeptid - protein bậc I được tổng hợp tại ribosome, nó rời khỏi
ribosome và hình thành cấu trúc không gian (bậc II, III, IV) rồi mới di
chuyển đến nơi sử dụng thực hiện chức năng của nó.
2, Cấu trúc bậc hai
Phụ thuộc vào bản chất và trình tự xắp xếp của các axit amin trong
chuỗi, những phần khác nhau của phân tử hình thành nên cấu trúc bậc hai ,
như cấu trúc xoắn alpha(‘cuộn') hay cấu trúc nếp gấp beta (phẳng) như hình
vẽ dưới đây.


liên kết peptide thứ n+2
-Cấu trúc α (α helix):
Pauling và Corey đã biết tầm quan trọng của liên kết Hydrogen định
hướng cho nhóm phân cực như CPO và NOH của liên kết peptide. Chúng
đều là kết quả thí nghiệm của William Astbury, năm 1930 ông đã chỉ đạo
nghiên cứu đầu tiên về tia X. Astbury đã chứng minh rằng protein cấu tạo
lên tóc và lông (protein sợi α-keratin) có cấu trúc cân đối 5.15 đến 5.2
A
0
(angstrom – 0.1 nm).
Cấu trúc này tự quay quanh nó mỗi vòng có chiều cao là 5.4 A
0
có
chiều cao là 5.4 A . Nên chúng ta nói rằng chuỗi xoắn α
0
tương ứng khoảng
3.6 amino acid mỗi vòng, ví dụ mỗi chuỗi xoắn có 36 amino acid thì gồm 10
vòng. Sự phân chia amino acid dọc theo trục xoắn là 5.4/3.6 hay độ cao (độ
dày) là 1.5 A0
Superscript text
cho mỗi amino acid.

Hình 2 : Ví dụ cấu trúc xoắn alpha. A: mô hình giản lược, B: mô hình phân
tử, C: nhìn từ đỉnh, D: mô hình không gian.
Page1
Cấu trúc này được bền vững hóa nhờ liên kết hydrogen gắn với
nguyên tử nitrogen tích điện âm của liên kết peptide và nguyên tử carbonyl
oxygen tích điện âm của amino acid thứ 4 trên vùng tận cùng của amino acid
của liên kết peptide. Bên trong chuỗi helix, mỗi liên kết peptide (trừ liên kết
kề với 2 đầu của chuỗi) tham gia vào liên kết peptide đó. Mỗi vòng liên tiếp

của phân tử protein thì có thể dự đoán tỉ lệ xoắn α (% số gốc acid amine
tham gia tạo thành xoắn) và vị trí của cấu trúc xoắn α trong phân tử protein.
Tỉ lệ % xoắn α trong phân tử protein khác nhau thay đổi khá nhiều.
Vi dụ:
trong hemoglobin và mioglobin là 75%, lozozim là 35%, kimotripsin hầu
như không có xoắn α, chỉ có một phần xoắn rất ngắn ở đầu C.
Khi tạo thành cấu trúc xoắn α, khả năng làm quay mặt phẳng ánh sáng phân
cực sang bên phải tăng lên, vì thế có thể dựa vào tình chất này để xác định %
xoắn trong phân tử protein.
Cấu trúc bậc hai: là sự sắp xếp đều đặn các chuỗi polypeptide trong
không gian. Chuỗi polypeptide thường không ở dạng thẳng mà xoắn lại tạo
nên cấu trúc xoắn α và cấu trúc nếp gấp β, được cố định bởi các liên kết
hyđro giữa những axit amin ở gần nhau. Các protein sợi như keratin,
collagen (có trong lông, tóc, móng, sừng)gồm nhiều xoắn α, trong khi các
protein cầu có nhiều nếp gấp β hơn.
Page1
-Cấu trúc kiểu “xoắn colagen”
Kiểu cấu trúc này tìm thấy trong phân tử colagen. Thành phần acid
amine của colagen rất đặc biệt so với các proteein khác: glyxin 35%, prolin
12% tổng số acid amine trong phân tử. Ngoài ra, colagen còn chứa 2 acid
amine ít gặp trong các acid amine khác là hydroxiproline và hydroxilizin.
Đơn vị cấu trúc của colagen là tropocolagen bao gồm 3 mạch polipeptide
bện vào nhau thành một “dây cáp” siêu xoắn (vì mỗi mạch đều có cấu trúc
xoắn).
3 mạch polipeptide trong “dây cáp” nối với nhau bằng các liên kết hidro.
Liên kết hidro được tạo thành giữa các nhóm –NH- của gốc glyxin trên
mạch polipeptide với nhóm -CO- trong liên kết peptide ở trên mạch
polipeptide khác. Ngoài ra các nhóm hydroxyl của hydroxipoline cũng tham
gia tạo thành liên kết hydro làm tăng độ bền của cấu trúc siêu xoắn.
Page1

đẩy các gốc này lại với nhau, giữa chúng xảy ra các lực hút tương hỗ và tạo
thành các đuôi kỵ nước trong phân tử protein. Do có cấu trúc bậc ba mà các
protein có được hình thù đặc trưng và phù hợp với chức năng của chúng. Ở
các protein chức năng như enzym và các kháng thể, protein của hệ thống
đông máu thông qua cấu trúc bậc ba mà hình thành được các trung tâm
hoạt động là nơi thực hiện các chức năng của protein.
Domain cấu trúc (Structural domain) được nghiên cứu từ 1976, đến
nay người ta cho rằng sự hình thành domain rất phổ biến ở các chuỗi peptid
tương đối dài. Domain cấu trúc có thể được định nghĩa là những bộ phận,
Page1
những khu vực trong một phân tử protein được cuộn gấp trong không gian
giống như một phân tử protein nhỏ hoàn chỉnh và thường là những nơi thực
hiện chức năng liên kết, chức năng lắp ráp của phân tử protein trong hoạt
động chức năng của nó. Trong nhiều protein domain gắn liền với chức năng
kết hợp đặc hiệu và ở nhiều enzym được cấu tạo từ các domain thì trung tâm
hoạt động lại được bố trí ở biên giới của hai hay nhiều domain Sự thành
thành các domain trong phân tử protein tạo ra khả năng tương tác linh hoạt
giữa các đại phân tử, khả năng cơ động, dịch chuyển tương ứng giữa những
bộ phận trong quá trình thực hiện chức năng sinh học. - ở những protein
nguồn gốc khác nhau, nhưng có chức năng tương tự thì các domain có cấu
trúc tương đối giống nhau.
Cấu trúc bậc hai và bậc ba tạo dạng ổn định nhất cho phân tử protein ,
các cấu trúc này được hình thành nhờ các loại tương tác không cộng hóa trị
(liên kết ion, liên kết hydro và các tương tác kỵ nước) giữa các chuỗi amino
axit khác nhau trong phân tử và với (nước) các phân tử xung quanh nó. Các
vùng khác nhau của protein, thường có các chức năng riêng biệt, có thể hình
thành những miền cấu trúc khác nhau. Những miền liên quan về cấu trúc
được tìm thấy ở các protein khác nhau thường có những chức năng tương
đương.
4, Cấu trúc bậc bốn.

biến, cá biệt có thể lên tới trên 50 monomer.
Sự hình thành cấu trúc bậc bốn tạo điều kiện cho quá trình điều tiết sinh học
thêm tinh vi, chính xác.
Tóm tắt
-Protein được hình thành từ hàng chục đến hàng trăm các gốc acid amine.
-Liên kết peptide –CO-NH- là liên kết chủ yếu. Ngoài ra trong phân tử còn
có các liên kết khác như liên kết disunfide (S-S), liên kết hydro, ester.
Cấu trúc của protein:
-Cấu trúc bậc I:
Page1
+Thành phần và trình tự sắp xếp của các acid amin trong mạch polypeptide
gọi là cấu trúc bậc I của protein.
+Liên kết trong cấu trúc bậc I là liên kết peptide giữa các acid amin.
-Cấu trúc bậc II:
+Các gốc acid amin có khả năng quay tự do quanh nối liên kết của Cα, mạch
polypeptide có khả năng hình thành cấu trúc xoán gọi là xoắn α.
+Pauling và Corsy(1955) : cho rằng mỗi vòng xoắn chứa 3,6 acide amin.
-Cấu trúc bậc III:
+xoắn α lại tự xoắn cuộn gập trong không gian tạo thành dạng hình cầu hay
slípoit-cấu trúc bậc 3.
+Hình thành do các liên kết thứ cấp giữa các gốc trong mạch polypeptide ,
liên kết S-S, liên kết vaderwalls, liên kết ester,liên kết tĩnh điện,…
-Cấu trúc bậc IV:
+ Cấu trúc tổ hợp của 2 hay nhiều tiểu đơn vị (polypeptide) cấu trúc bậc 3
tạo thành.
+Hình thành và ổn định nhờ các lực tương tác các nhóm bên phân bố trên bề
mặt các tiểu đơn vị, liên kết hydro, liên kết kị nước hoặc các loại liên kết
mạnh hơn như liên kết ester, liên kết disfide,…
Page1
Các bậc cấu trúc của protein

- Protein kích thích sự thèm ăn và vì thế nó giữ vai trò chính tiếp nhận các
chế độ ăn khác nhau. Thiếu protein gây ra các rối loạn quan trọng trong cơ
thể như ngừng lớn hoặc chậm phát triển, mỡ hóa gan, rối loạn hoạt động
nhiều tuyến nội tiết (giáp trạng, sinh dục), thay đổi thành phần protein máu,
giảm khả năng miễn dịch sinh học của cơ thể và tăng tính cảm thụ của cơ thể
với các bệnh nhiễm khuẩn.
II- Chức năng của các loại protein
Protein có cấu trúc đa dạng, chia thành nhiều loại. Cấu trúc của protein ở
mỗi bộ phận cơ thể khác nhau là khác nhau, do đó chúng cũng có các chức
năng khác nhau. Dưới đây là chức năng chính của một số loại:
Page1
Loại
protein
Chức năng Ví dụ
Protein
cấu trúc
Cấu
trúc, nâng
đỡ
Chúng đóng vai trò cốt lõi của cấu trúc nhân, của mọi
bào quan, đặc biệt là hệ màng sinh học có tính chọn
lọc cao.
VD: Collagen và Elastin tạo nên cấu trúc sợi rất bền
của mô liên kết, dây chẳng, gân. Keratin tạo nên cấu
trúc chắc của da, lông, móng. Protein tơ nhện, tơ tằm
tạo nên độ bền vững của tơ nhện, vỏ kén
Protein
Enzyme
Xúc tác
sinh học:

động của tế
bào và cơ
thể
Actinin, Myosin có vai trò vận động cơ. Tubulin có vai
trò vận động lông, roi của các sinh vật đơn bào
Protein
thụ quan
Cảm nhận,
đáp ứng các
kích thích
của môi
trường
Thụ quan màng của tế bào thần kinh khác tiết ra (chất
trung gian thần kinh) và truyền tín hiệu
Albumin lòng trắng trứng là nguồn cung cấp axit amin
Page1
Ngoài ra, một số protein còn có vai trò là giá đỡ, thụ thể… Sự đa dạng
của cơ thể sống do tính đặc thù và tính đa dạng củaprotein quyết định.
C- TÀI LIỆU THAM KHẢO.
1- Ths. Phạm Thế Chính, “Bài giảng chuyên đề hóa học các hợp chất
thiên nhiên”, 2008.
2- GS. TSKH. Phạm Thị Trân Châu, Trần Thị Áng, “Hóa sinh học”,
NXBGD, 2001.
3- http://vi.wikipedia.org/wiki/C%E1%BA%A5u_tr%C3%BAc_protein
4- http://www.food-info.net/vn/protein/intro.htm
5- http://vi.wikipedia.org/wiki/Protein
6- http://dinhduong.com.vn/node/25393
7- http://thuviensinhhoc.com/chuyen-de-sinh-hoc/di-truyen-phan-
tu/1042-cau-truc-va-chuc-nang-cua-protein.html
8- http://tailieu.vn/tag/tai-lieu/c%E1%BA%A5u%20tr%C3%BAc%20c